工業(yè)煙氣脫硫技術(shù)進(jìn)展

有關(guān)工業(yè)煙氣脫硫技術(shù)研究進(jìn)展摘

要

本本文針對(duì)工業(yè)業(yè)煙氣的脫硫硫技術(shù)的研究究現(xiàn)狀及研究究方向進(jìn)行綜綜合性分析。

關(guān)鍵詞詞

煙氣

脫硫

技術(shù)

研究

1

前言

SO2是造成大氣氣污染的主要要污染物之一一，有效控制制工業(yè)煙氣中中SO2是當(dāng)前刻不不容緩的環(huán)保保課題。

據(jù)國(guó)家環(huán)保保統(tǒng)計(jì)，每年年各種煤及各各種資源冶煉煉產(chǎn)生二氧化化硫（SO2）達(dá)2158..7萬(wàn)t，高居世界界第一位，其其中工業(yè)來源源排放量1800萬(wàn)t，占總排放放量的83％。其中我我國(guó)目前的一次能能源消耗中，煤煤炭占76％，在今后后若干年內(nèi)還還有上升的趨趨勢(shì)。我國(guó)每每年排入大氣氣的87％的SO2來源于煤的的直接燃燒。隨隨著我國(guó)工業(yè)業(yè)化進(jìn)程的不不斷加快，SO2的排放量也也日漸增多。

2、煙氣脫硫硫技術(shù)進(jìn)展

目前，煙氣氣脫硫技術(shù)根根據(jù)不同的劃劃分方法可以分為為多種方法；；其中最常用用的是根據(jù)操操作過程的物物相不同，脫脫硫方法可分分為濕法、干干法和半干法法[1]。

2.11

濕法煙氣脫脫硫技術(shù)

優(yōu)點(diǎn)：濕法法煙氣脫硫技技術(shù)為氣液反反應(yīng)，反應(yīng)速速度快，脫硫硫效率高，一一般均高于90％，技術(shù)成成熟，適用面面廣。濕法脫脫硫技術(shù)比較較成熟，生產(chǎn)產(chǎn)運(yùn)行安全可可靠，在眾多多的脫硫技術(shù)術(shù)中，始終占占據(jù)主導(dǎo)地位位，占脫硫總總裝機(jī)容量的的80％以上[2]。

缺點(diǎn)：生成成物是液體或或淤渣，較難難處理，設(shè)備備腐蝕性嚴(yán)重重，洗滌后煙煙氣需再熱，能能耗高，占地地面積大，投投資和運(yùn)行費(fèi)費(fèi)用高。系統(tǒng)統(tǒng)復(fù)雜、設(shè)備備龐大、耗水水量大、一次次性投資高，一一般適用于大大型電廠。

分類：常用用的濕法煙氣氣脫硫技術(shù)有有石灰石-石膏法、間間接的石灰石石-石膏法、檸檸檬吸收法等等。

A

石灰石／石石灰-石膏法：

原理：是利利用石灰石或或石灰漿液吸吸收煙氣中的的SO2，生成亞硫硫酸鈣，經(jīng)分分離的亞硫酸酸鈣（CaO3S）可以拋棄棄，也可以氧氧化為硫酸鈣鈣（CaSO4），以石膏膏形式回收。是是目前世界上上技術(shù)最成熟熟、運(yùn)行狀況況最穩(wěn)定的脫脫硫工藝，脫脫硫效率達(dá)到到90％以上。

B

間接石灰石-石膏法:

常見的間接接石灰石-石膏法有：：鈉堿雙堿法法、堿性硫酸酸鋁法和稀硫硫酸吸收法等等。原理：鈉鈉堿、堿性氧氧化鋁(Al2OO3·nH22O)或稀硫酸（H2SO4）吸收SO2，生成的吸吸收液與石灰灰石反應(yīng)而得得以再生，并并生成石膏。該該法操作簡(jiǎn)單單，二次污染染少，無(wú)結(jié)垢垢和堵塞問題題，脫硫效率率高，但是生生成的石膏產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量較差差。

C

檸檬吸收法法：

原理：檸檬檬酸(H3C66H5O7··H2O)溶液具有較較好的緩沖性性能，當(dāng)SO2氣體通過檸檸檬酸鹽液體體時(shí)，煙氣中中的SO2與水中H發(fā)生反應(yīng)生生成H2SO3絡(luò)合物,SO2吸收率在99％以上。這這種方法僅適適于低濃度SO2煙氣，而不不適于高濃度度SO2氣體吸收，應(yīng)應(yīng)用范圍比較較窄[3]。

另外，還有有海水脫硫法法、磷銨復(fù)肥肥法、液相催催化法等濕法法煙氣脫硫技技術(shù)。

2.22

干法煙氣脫脫硫技術(shù)

優(yōu)點(diǎn)：干法法煙氣脫硫技技術(shù)為氣同反反應(yīng)，相對(duì)于于濕法脫硫系系統(tǒng)來說，設(shè)設(shè)備簡(jiǎn)單，占占地面積小、投投資和運(yùn)行費(fèi)費(fèi)用較低、操操作方便、能能耗低、生成成物便于處置置、無(wú)污水處處理系統(tǒng)等。

缺點(diǎn)：但反反應(yīng)速度慢，脫脫硫率低，先先進(jìn)的可達(dá)60-80％。但目前前此種方法脫脫硫效率較低低，吸收劑利利用率低，磨磨損、結(jié)垢現(xiàn)現(xiàn)象比較嚴(yán)重重，在設(shè)備維維護(hù)方面難度度較大，設(shè)備備運(yùn)行的穩(wěn)定定性、可靠性性不高，且壽壽命較短，限限制了此種方方法的應(yīng)用。

分類：常用用的干法煙氣氣脫硫技術(shù)有有活性碳吸附附法、電子束輻射法法、荷電干式式吸收劑噴射射法、金屬氧氧化物脫硫法法等。

典型的干法法脫硫系統(tǒng)是是將脫硫劑(如石灰石、白白云石或消石石灰)直接噴入爐爐內(nèi)。以石灰灰石為例，在在高溫下煅燒燒時(shí)，脫硫劑劑煅燒后形成成多孔的氧化化鈣顆粒，它它和煙氣中的的SO2反應(yīng)生成硫硫酸鈣，達(dá)到到脫硫的目的的。

A

活性碳吸附附法：

原理：SO2被活性碳吸吸附并被催化化氧化為三氧氧化硫(SO3)，再與水反反應(yīng)生成H2SO4，飽和后的的活性碳可通通過水洗或加加熱再生，同同時(shí)生成稀H2SO4或高濃度SO2?？色@得副副產(chǎn)品H2SO4，液態(tài)SO2和單質(zhì)硫，即即可以有效地地控制SO2的排放，又又可以回收硫硫資源。該技技術(shù)經(jīng)西安交交通大學(xué)對(duì)活活性炭進(jìn)行了了改進(jìn)，開發(fā)發(fā)出成本低、選選擇吸附性能能強(qiáng)的ZL30，ZIA0，進(jìn)一步完完善了活性炭炭的工藝，使使煙氣中SOO2吸附率達(dá)到95.8％，達(dá)到國(guó)國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)[4]。

B

電子束輻射射法：

原理：用高高能電子束照照射煙氣，生生成大量的活活性物質(zhì)，將將煙氣中的SO2和氮氧化物物氧化為SO3和二氧化氮(NO2)，進(jìn)一步生生成H2SO4和硝酸(NaNOO3)，并被氨(NH3)或石灰石(CaCOO3)吸收劑吸收

C

荷電干式吸吸收劑噴射脫脫硫法(CD．SI):

原理：吸收收劑以高速流流過噴射單元元產(chǎn)生的高壓壓靜電電暈充充電區(qū)，使吸吸收劑帶有靜靜電荷，當(dāng)吸吸收劑被噴射射到煙氣流中中，吸收劑因因帶同種電荷荷而互相排斥斥，表面充分分暴露，使脫脫硫效率大幅幅度提高。此此方法為干法法處理，無(wú)設(shè)設(shè)備污染及結(jié)結(jié)垢現(xiàn)象，不不產(chǎn)生廢水廢廢渣，副產(chǎn)品品還可以作為為肥料使用，無(wú)無(wú)二次污染物物產(chǎn)生，脫硫硫率大于90％[7]，而且設(shè)備備簡(jiǎn)單，適應(yīng)應(yīng)性比較廣泛泛。但是此方方法脫硫靠電電子束加速器器產(chǎn)生高能電電子；對(duì)于一一般的大型企企業(yè)來說，需需大功率的電電子槍，對(duì)人人體有害，故故還需要防輻輻射屏蔽，所所以運(yùn)行和維維護(hù)要求高。四四川成都熱電電廠建成一套套電子脫硫裝裝置，煙氣中中SO2的脫硫達(dá)到到國(guó)家排放標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。

D

金屬氧化物物脫硫法：

原理：根據(jù)SO2是一種比較較活潑的氣體體的特性，氧氧化錳(MnO)、氧化鋅(ZnO)、氧化鐵(Fe3OO4)

、氧化銅(CuO)等氧化物對(duì)SO2具有較強(qiáng)的的吸附性，在在常溫或低溫溫下，金屬氧氧化物對(duì)SO2起吸附作用用，高溫情況況下，金屬氧氧化物與SO2發(fā)生化學(xué)反反應(yīng)，生成金金屬鹽。然后后對(duì)吸附物和和金屬鹽通過過熱分解法、洗洗滌法等使氧氧化物再生。這這是一種干法法脫硫方法，雖雖然沒有污水水、廢酸，不不造成污染，但但是此方法也也沒有得到推推廣，主要是是因?yàn)槊摿蛐时容^低，設(shè)設(shè)備龐大，投投資比較大，操操作要求較高高，成本高。該該技術(shù)的關(guān)鍵鍵是開發(fā)新的的吸附劑。

以上幾種SO2煙氣治理技技術(shù)目前應(yīng)用用比較廣泛的的，雖然脫硫硫率比較高，但但是工藝復(fù)雜雜，運(yùn)行費(fèi)用用高，防污不不徹底，造成成二次污染等等不足，與我我國(guó)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)濟(jì)和環(huán)境和諧諧發(fā)展的大方針針不相適應(yīng)，故故有必要對(duì)新新的脫硫技術(shù)術(shù)進(jìn)行探索和和研究。2.3

半干法煙氣氣脫硫技術(shù)

半干法脫硫硫包括噴霧干干燥法脫硫、半半干半濕法脫脫硫、粉末一一顆粒噴動(dòng)床床脫硫、煙道道噴射脫硫等等。

A

噴霧干燥法[5]：

噴霧干燥燥脫硫方法是是利用機(jī)械或或氣流的力量量將吸收劑分分散成極細(xì)小小的霧狀液滴滴，霧狀液滴滴與煙氣形成成比較大的接接觸表面積，在在氣液兩相之之間發(fā)生的一一種熱量交換換、質(zhì)量傳遞遞和化學(xué)反應(yīng)應(yīng)的脫硫方法法。一般用的的吸收劑是堿堿液、石灰乳乳、石灰石漿漿液等，目前前絕大多數(shù)裝裝置都使用石石灰乳作為吸吸收劑。一般般情況下，此此種方法的脫脫硫率65％～85％。其優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)：脫硫是在在氣、液、固固三相狀態(tài)下下進(jìn)行，工藝藝設(shè)備簡(jiǎn)單，生生成物為干態(tài)態(tài)的CaSO

、CaSO

，易處理，沒沒有嚴(yán)重的設(shè)設(shè)備腐蝕和堵堵塞情況，耗耗水也比較少少。缺點(diǎn)：自自動(dòng)化要求比比較高，吸收收劑的用量難難以控制，吸吸收效率不是是很高。所以以，選擇開發(fā)發(fā)合理的吸收收劑是解決此此方法面臨的的新難題。B

半干半濕法法：

半干半濕法法是介于濕法法和干法之間間的一種脫硫硫方法，其脫硫硫效率和脫硫硫劑利用率等等參數(shù)也介于于兩者之間，該該方法主要適適用于中小鍋鍋爐的煙氣治治理。這種技技術(shù)的特點(diǎn)是是：投資少、運(yùn)運(yùn)行費(fèi)用低，脫脫硫率雖低于于濕法脫硫技技術(shù)，但仍可可達(dá)到70％tn，并且腐蝕蝕性小、占地地面積少，工工藝可靠。工工業(yè)中常用的的半干半濕法法脫硫系統(tǒng)與與濕法脫硫系系統(tǒng)相比，省省去了制漿系系統(tǒng)，將濕法法脫硫系統(tǒng)中中的噴入Ca(OHH)：水溶液改改為噴入CaO或Ca(OHH)：粉末和水水霧。與干法法脫硫系統(tǒng)相相比，克服了了爐內(nèi)噴鈣法法SO2和CaO反應(yīng)效率低低、反應(yīng)時(shí)間間長(zhǎng)的缺點(diǎn)，提提高了脫硫劑劑的利用率，且且工藝簡(jiǎn)單，有有很好的發(fā)展展前景。

C

粉末一顆粒粒噴動(dòng)床半千千法煙氣脫硫硫法:

技術(shù)原理：：含SO2的煙氣經(jīng)過過預(yù)熱器進(jìn)入入粉粒噴動(dòng)床床，脫硫劑制制成粉末狀預(yù)預(yù)先與水混合合，以漿料形形式從噴動(dòng)床床的頂部連續(xù)續(xù)噴人床內(nèi)，與與噴動(dòng)粒子充充分混合，借借助于和熱煙煙氣的接觸，脫脫硫與干燥同同時(shí)進(jìn)行。脫脫硫反應(yīng)后的的產(chǎn)物以干態(tài)態(tài)粉末形式從從分離器中吹吹出。這種脫脫硫技術(shù)應(yīng)用用石灰石或消消石灰做脫硫硫劑。具有很很高的脫硫率率及脫硫劑利利用率，而且且對(duì)環(huán)境的影影響很小。但但進(jìn)氣溫度、床床內(nèi)相對(duì)濕度度、反應(yīng)溫度度之間有嚴(yán)格格的要求，在在漿料的含濕濕量和反應(yīng)溫溫度控制不當(dāng)當(dāng)時(shí)，會(huì)有脫脫硫劑粘壁現(xiàn)現(xiàn)象發(fā)生。

D

煙道噴射半半干法煙氣脫脫硫:

該方法利用用鍋爐與除塵塵器之間的煙煙道作為反應(yīng)應(yīng)器進(jìn)行脫硫硫，不需要另另外加吸收容容器，使工藝藝投資大大降降低，操作簡(jiǎn)簡(jiǎn)單，需場(chǎng)地地較小，適合合于在我國(guó)開開發(fā)應(yīng)用。半半干法煙道噴噴射煙氣脫硫硫即往煙道中中噴人吸收劑劑漿液，漿滴滴邊蒸發(fā)邊反反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)產(chǎn)物以干態(tài)粉粉末出煙道。

3

新興的煙氣氣脫硫方法以以及當(dāng)前研究究的熱點(diǎn)

最近幾年，科科技突飛猛進(jìn)進(jìn)，環(huán)境問題題已提升到法律律高度。我國(guó)國(guó)的科技工作作者研制出了了一些新的脫脫硫技術(shù)，但但大多還處于于試驗(yàn)階段，有有待于進(jìn)一步步的工業(yè)應(yīng)用用驗(yàn)證。

3．1

硫化堿脫硫硫法

由Outokkumpu公司開發(fā)研研制的硫化堿堿脫硫法主要要利用工業(yè)級(jí)級(jí)硫化納作為為原料來吸收收SO2工業(yè)煙氣，產(chǎn)產(chǎn)品以生成硫硫磺為目的。反反應(yīng)過程相當(dāng)當(dāng)復(fù)雜，有Na2SOO4、Na2SOO3、Na2S2203、S、Na2Sx等物質(zhì)生成成，由生成物物可以看出過過程耗能較高高，而且副產(chǎn)產(chǎn)品價(jià)值低，華華南理工大學(xué)學(xué)的石林經(jīng)過過研究表明過過程中的各種種硫的化合物物含量隨反應(yīng)應(yīng)條件的改變變而改變，將將溶液pH值控制在5.5—6.5之間，加入入少量起氧化化作用的添加加劑TFS，則產(chǎn)品主主要生成Na2S2203，過濾、蒸蒸發(fā)可得到附附加值高的5H

0··Na2S2203，，而且脫脫硫率高達(dá)97％，反應(yīng)過過程為：SO2+NNa2S=NNa2S2003+S。此種脫硫硫新技術(shù)已通通過中試，正正在推廣應(yīng)用用。

3．2

膜吸收法

以有機(jī)高分分子膜為代表表的膜分離技技術(shù)是近幾年年研究出的一一種氣體分離離新技術(shù)，已已得到廣泛的的應(yīng)用，尤其其在水的凈化化和處理方面面。中科院大大連物化所的的金美等研究究員創(chuàng)造性地地利用膜來吸吸收脫出SO2氣體，效果果比較顯著，脫脫硫率達(dá)90％。過程是是：他們利用用聚丙烯中空空纖維膜吸收收器，以NaOH溶液為吸收收液，脫除SO2氣體，其特特點(diǎn)是利用多多孔膜將氣體體SO2氣體和NaOH吸收液分開開，SO2氣體通過多多孔膜中的孔孔道到達(dá)氣液液相界面處，SO2與NaOH迅速反應(yīng)，達(dá)達(dá)到脫硫的目目的。此法是是膜分離技術(shù)術(shù)與吸收技術(shù)術(shù)相結(jié)合的一一種新技術(shù)，能能耗低，操作作簡(jiǎn)單，投資資少。

3．3

微生物脫硫硫技術(shù)

根據(jù)微生物物參與硫循環(huán)環(huán)的各個(gè)過程程，并獲得能能量這一特點(diǎn)點(diǎn)，利用微生生物進(jìn)行煙氣氣脫硫，其機(jī)機(jī)理為：在有有氧條件下，通通過脫硫細(xì)菌菌的間接氧化化作用，將煙煙氣中的SO2氧化成硫酸酸，細(xì)菌從中中獲取能量。

生物法脫硫硫與傳統(tǒng)的化化學(xué)和物理脫脫硫相比，基基本沒有高溫溫、高壓、催催化劑等外在在條件，均為為常溫常壓下下操作，而且且工藝流程簡(jiǎn)簡(jiǎn)單，無(wú)二次次污染。國(guó)外外曾以地?zé)岚l(fā)發(fā)電站每天脫脫除5t量的H：S為基礎(chǔ)；計(jì)算算微生物脫硫硫的總費(fèi)用是是常規(guī)濕法50％[6]。無(wú)論對(duì)于于有機(jī)硫還是是無(wú)機(jī)硫，一一經(jīng)燃燒均可可生成被微生生物間接利用用的無(wú)機(jī)硫SO2，因此，發(fā)發(fā)展微生物煙煙氣脫硫技術(shù)術(shù)，很具有潛潛力。四川大大學(xué)的王安等等人在實(shí)驗(yàn)室室條件下，選選用氧化亞鐵鐵桿菌進(jìn)行脫脫硫研究，在在較低的液氣氣比下，脫硫硫率達(dá)98％。

4、煙氣脫硫硫技術(shù)發(fā)展趨趨勢(shì)

目前已有的各各種技術(shù)都有有自己的優(yōu)勢(shì)勢(shì)和缺陷，具具體應(yīng)用時(shí)要要具體分析，從投資資、運(yùn)行、環(huán)環(huán)保等各方面面綜合考慮來來選擇一種適適合的脫硫技技術(shù)。隨著科科技的發(fā)展，某某一項(xiàng)新技術(shù)術(shù)韻產(chǎn)生都會(huì)會(huì)涉及到很多多不同的學(xué)科科，因此，留留意其他學(xué)科科的最新進(jìn)展展與研究成果果，并把它們們應(yīng)用到煙氣氣脫硫技術(shù)中中是開發(fā)新型型煙氣脫硫技技術(shù)的重要途途徑，例如微微生物脫硫、電子束法脫硫等脫硫新技術(shù)，由于他們各自獨(dú)特的特點(diǎn)都將會(huì)有很大的發(fā)展空間。隨著人們對(duì)環(huán)境治理的日益重視和工業(yè)煙氣排放量的不斷增加，投資和運(yùn)行費(fèi)用少、脫硫效率高、脫硫劑利用率高、污染少、無(wú)二次污染的脫硫技術(shù)必將成為今后煙氣脫硫技術(shù)發(fā)展的主要趨勢(shì)。

各種各樣的煙氣脫硫技術(shù)在脫除SO2的過程中取得了一定的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)保效益，但是還存在一些不足，隨著生物技術(shù)及高新技術(shù)的不斷發(fā)展，電子束脫硫技術(shù)和生物脫硫等